(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報と、設定された動作周波数と、に基づく光ビームを射出する射出手段と、
前記射出手段によって射出された光ビームを、前記動作周波数に基づく偏向動作によって偏向させてユーザに画像として提示する偏向手段と
のセットを複数セット有する画像表示装置であって、
それぞれのセットにおける前記偏向手段の共振周波数を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したそれぞれの共振周波数に基づいて、それぞれのセットにおける前記射出手段に対して動作周波数を設定する制御を行う制御手段と
を備え、
前記複数セットは、前記ユーザの左目用のセットと、前記ユーザの右目用のセットとで構成されており、
前記検出手段は、前記右目用のセットに含まれる偏向手段、前記左目用のセットに含まれる偏向手段、のそれぞれの共振周波数を検出し、
前記制御手段は、
前記検出手段が検出したそれぞれの共振周波数の差が規定値以内である場合、
前記右目用のセットに含まれる射出手段と、前記左目用のセットに含まれる射出手段と、に対して同じ動作周波数を設定する第１の制御手段と、
前記差が前記規定値外である場合、
前記右目用のセットに含まれる偏向手段、前記左目用のセットに含まれる偏向手段、のそれぞれの共振周波数に基づいて、少なくとも一方のセットに含まれる射出手段が用いる画像情報を、よりライン数を削減した画像を示す画像情報に更新すると共に、前記それぞれの共振周波数に基づいて、前記右目用のセットに含まれる射出手段と、前記左目用のセットに含まれる射出手段のそれぞれに対して別個の動作周波数を設定する第２の制御手段と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記検出手段が検出したそれぞれの共振周波数の差が規定値以内である場合、
前記第１の制御手段は、前記右目用のセットに含まれる偏向手段の共振周波数と、前記左目用のセットに含まれる偏向手段の共振周波数とを用いて、前記右目用のセットに含まれる射出手段と前記左目用のセットに含まれる射出手段とに対して動作周波数ｆを決定し、
前記右目用のセットに含まれる偏向手段と前記左目用のセットに含まれる偏向手段は、前記動作周波数ｆに基づく水平方向の偏向動作を行い、その後、前記画像情報のライン数に応じた動作周波数ｇに基づいて垂直方向の偏向動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１の制御手段は、前記右目用のセットに含まれる偏向手段の共振周波数と、前記左目用のセットに含まれる偏向手段の共振周波数との平均値を、前記動作周波数ｆとして決定することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記検出手段が検出したそれぞれの共振周波数の差が規定値外である場合、
前記検出手段が検出した前記右目用のセットに含まれる偏向手段の共振周波数をｆＲ、前記検出手段が検出した前記左目用のセットに含まれる偏向手段の共振周波数をｆＬ、前記右目用のセットに含まれる射出手段が用いる画像情報が示す画像のライン数をＬＲ、前記左目用のセットに含まれる射出手段が用いる画像情報が示す画像のライン数をＬＬ、とすると、前記第２の制御手段は、ＬＬ、ＬＲを
ｆＬ：ｆＲ＝ＬＬ：ＬＲ
に基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記右目用のセットに含まれる偏向手段、前記左目用のセットに含まれる偏向手段、のそれぞれの水平方向の共振周波数を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記画像表示装置は、前記ユーザが頭部装着型表示装置を頭部に装着した場合に、前記右目用のセットに含まれる偏向手段により偏向される画像が前記ユーザの右目に提示されると共に、前記左目用のセットに含まれる偏向手段により偏向される画像が前記ユーザの左目に提示されるように、前記頭部装着型表示装置に設けられたものであることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第１の制御手段は、それぞれのセットにおける前記偏向手段の共振周波数の平均値を前記動作周波数として、それぞれのセットにおける前記射出手段に対して設定する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記第１の制御手段は、それぞれのセットにおける前記偏向手段の共振周波数のうち、最大の共振周波数と最小の共振周波数との間の共振周波数を前記動作周波数として、それぞれのセットにおける前記射出手段に対して設定する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記偏向手段は、ＭＥＭＳミラーであり、水平方向、垂直方向に偏向可能に動作することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
画像情報と、設定された動作周波数と、に基づく光ビームを射出する射出手段と、
前記射出手段によって射出された光ビームを、前記動作周波数に基づく偏向動作によって偏向させてユーザに画像として提示する偏向手段と
のセットを複数セット有する画像表示装置が行う画像表示方法であって、
それぞれのセットにおける前記偏向手段の共振周波数を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出したそれぞれの共振周波数に基づいて、それぞれのセットにおける前記射出手段に対して動作周波数を設定する制御を行う制御工程と
を備え、
前記複数セットは、前記ユーザの左目用のセットと、前記ユーザの右目用のセットとで構成されており、
前記検出工程では、前記右目用のセットに含まれる偏向手段、前記左目用のセットに含まれる偏向手段、のそれぞれの共振周波数を検出し、
前記制御工程は、
前記検出工程で検出したそれぞれの共振周波数の差が規定値以内である場合、
前記右目用のセットに含まれる射出手段と、前記左目用のセットに含まれる射出手段と、に対して同じ動作周波数を設定する第１の制御工程と、
前記差が前記規定値外である場合、
前記右目用のセットに含まれる偏向手段、前記左目用のセットに含まれる偏向手段、のそれぞれの共振周波数に基づいて、少なくとも一方のセットに含まれる射出手段が用いる画像情報を、よりライン数を削減した画像を示す画像情報に更新すると共に、前記それぞれの共振周波数に基づいて、前記右目用のセットに含まれる射出手段と、前記左目用のセットに含まれる射出手段のそれぞれに対して別個の動作周波数を設定する第２の制御工程と
を備えることを特徴とする画像表示装置の画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の表示技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、観察者の瞳に画像光を導光して虚像を表示させる頭部装着型画像表示装置（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、或いは手持ち型画像表示装置（Ｈａｎｄ  Ｈｅｌｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ）がいくつか提案されている。その中でも、揺動する反射面で反射された光線により表示を行う画像表示装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている画像表示装置は、１つの水平走査手段（左右共用）と２つの垂直走査手段を備えている。そして、右眼用、左眼用の２つの光源からの光が、コリメータレンズを介して水平、垂直走査手段で走査され、光学系で眼球に光が導かれる。
【０００４】
また、特許文献２で開示された画像表示装置は、２次元走査ミラーを用いたものであり、光学的に小型化を図ったものである。
【０００５】
シリコン基材の共振現象を利用したＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーは、温度変化によってシリコン基材のヤング率が変化し、これに伴い共振特性（最大共振周波数）が変化する。そのため、駆動周波数を一定とした場合（印加する交流電圧の周波数を一定とした場合）、マイクロミラーの振れ角が温度変化によって変動してしまうという問題があることが知られている。一例を挙げて説明すれば、マイクロミラーの温度が変化しても印加する交流電圧の周波数を変更しない限り揺動周波数は変化しないものの、マイクロミラーの温度が上昇するに従って、マイクロミラーの振れ角が小さくなってしまうという問題がある。このようにマイクロミラーの振れ角が変動すれば、マイクロミラーに向けて照射した光ビームの反射光が走査される範囲が変動することになる。従って、左右眼用の光ビームを共に照射する時間、および共に照射しない時間が存在すると、ＭＥＭＳミラーの温度が時間と共に変動し、その温度斑が画像歪となって表れることになる。
【０００６】
上記の共振周波数変化による問題を解決するための技術が特許文献３、４に開示されている。
【０００７】
特許文献３に開示されている光走査装置は、次のようなものである。即ち、本体部に揺動可能に軸支された可動板の揺動状態によって可動板あるいは本体部の一方に備えたコイルに生じる逆起電力の波形に基づいて、コイルに供給するサイン波励振電流を所定期間停止する。そして、その間に共振周波数を検出し、その後、この検出した共振周波数のサイン波励振電流で可動板を駆動することで、可動板の共振周波数変化に追従した制御を行い、振幅を安定化する。
【０００８】
特許文献４に開示されている光走査装置は、光ビームを偏向させる偏向手段の偏向面が正弦揺動するときの偏向周波数を測定し、測定された偏向周波数に応じて、往路の走査終了時から復路の走査開始時までの時間を調整する。そして、往路の走査開始時から走査終了時までの時間と復路の走査開始時から走査終了時までの時間が一致するように、光ビーム出射手段を制御する。
【特許文献１】特開平１１−９５１４４号公報
【特許文献２】特開２００６−１６２７８０号公報
【特許文献３】特開２００３−１７７３４７号公報
【特許文献４】特開平９−２３０２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の技術には以下のような問題があった。
【００１０】
ＭＥＭＳミラーは、製造工程において同一条件のプロセスで作製されたデバイスであっても、さらには同一基板上に形成されたデバイスであっても、個々のデバイスの共振特性にはバラツキが生じることが知られている。即ち、製造工程、動作条件がまったく同じであっても、駆動中のＭＥＭＳミラーの共振周波数は個々に異なる。従って、複数のＭＥＭＳミラーを用いて画像表示を行う画像表示装置を実現する際、製造工程におけるバラツキに加え、上述した駆動時の動作温度変化による共振周波数変化も重なって、個々のＭＥＭＳミラー間の共振周波数には大きなずれが生じる場合がある。複数のＭＥＭＳミラーを用いる画像表示装置において、特許文献３、４に開示された各手段を適用した場合、個々のマイクロスミラースキャナを、変化する共振周波数に合わせて最適に駆動させることは可能である。しかし、個々のＭＥＭＳミラーは異なる駆動周波数で駆動されることになる。
【００１１】
これは、例えば、左目、右目にそれぞれ別のＭＥＭＳミラーによる偏向ビームを導く画像表示装置においては、左右の画像のリフレッシュレートがずれ、左右の画像の表示タイミングがずれることによって観察者に違和感を与える結果となる。また、複数のＭＥＭＳミラーによって導かれる偏向ビームによって形成される個々の画像を組み合わせることで一画面を形成するタイリング表示を行う画像表示装置においては、リフレッシュレートがずれることにより複数画像の境界部が目立ってしまう。そのため、観察者に違和感を与える結果となる。
【００１２】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、ユーザの左右の目に対して別個の画像を提供する場合に、それぞれの目に違和感のない画像を提供するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の画像表示装置は以下の構成を備える。
【００１４】
即ち、画像情報と、設定された動作周波数と、に基づく光ビームを射出する射出手段と、
前記射出手段によって射出された光ビームを、前記動作周波数に基づく偏向動作によって偏向させてユーザに画像として提示する偏向手段と
のセットを複数セット有する画像表示装置であって、
それぞれのセットにおける前記偏向手段の共振周波数を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したそれぞれの共振周波数に基づいて、それぞれのセットにおける前記射出手段に対して動作周波数を設定する制御を行う制御手段と
を備え、
前記複数セットは、前記ユーザの左目用のセットと、前記ユーザの右目用のセットとで構成されており、
前記検出手段は、前記右目用のセットに含まれる偏向手段、前記左目用のセットに含まれる偏向手段、のそれぞれの共振周波数を検出し、
前記制御手段は、
前記検出手段が検出したそれぞれの共振周波数の差が規定値以内である場合、
前記右目用のセットに含まれる射出手段と、前記左目用のセットに含まれる射出手段と、に対して同じ動作周波数を設定する第１の制御手段と、
前記差が前記規定値外である場合、
前記右目用のセットに含まれる偏向手段、前記左目用のセットに含まれる偏向手段、のそれぞれの共振周波数に基づいて、少なくとも一方のセットに含まれる射出手段が用いる画像情報を、よりライン数を削減した画像を示す画像情報に更新すると共に、前記それぞれの共振周波数に基づいて、前記右目用のセットに含まれる射出手段と、前記左目用のセットに含まれる射出手段のそれぞれに対して別個の動作周波数を設定する第２の制御手段と
を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の画像表示装置が行う画像表示方法は以下の構成を備える。
【００１６】
即ち、画像情報と、設定された動作周波数と、に基づく光ビームを射出する射出手段と、
前記射出手段によって射出された光ビームを、前記動作周波数に基づく偏向動作によって偏向させてユーザに画像として提示する偏向手段と
のセットを複数セット有する画像表示装置が行う画像表示方法であって、
それぞれのセットにおける前記偏向手段の共振周波数を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出したそれぞれの共振周波数に基づいて、それぞれのセットにおける前記射出手段に対して動作周波数を設定する制御を行う制御工程と
を備え、
前記複数セットは、前記ユーザの左目用のセットと、前記ユーザの右目用のセットとで構成されており、
前記検出工程では、前記右目用のセットに含まれる偏向手段、前記左目用のセットに含まれる偏向手段、のそれぞれの共振周波数を検出し、
前記制御工程は、
前記検出工程で検出したそれぞれの共振周波数の差が規定値以内である場合、
前記右目用のセットに含まれる射出手段と、前記左目用のセットに含まれる射出手段と、に対して同じ動作周波数を設定する第１の制御工程と、
前記差が前記規定値外である場合、
前記右目用のセットに含まれる偏向手段、前記左目用のセットに含まれる偏向手段、のそれぞれの共振周波数に基づいて、少なくとも一方のセットに含まれる射出手段が用いる画像情報を、よりライン数を削減した画像を示す画像情報に更新すると共に、前記それぞれの共振周波数に基づいて、前記右目用のセットに含まれる射出手段と、前記左目用のセットに含まれる射出手段のそれぞれに対して別個の動作周波数を設定する第２の制御工程と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の構成によれば、ユーザの左右の目に対して別個の画像を提供する場合に、それぞれの目に違和感のない画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照し、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態は、本発明を具体的に実施した場合の一例を示すもので、特許請求の範囲に記載の構成の具体的な実施例の１つである。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係るシステムの外観例を示す図である。係るシステムは、ユーザに対して複合現実感（Ｍｉｘｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）を与えるためのシステムであり、以下ではＭＲシステムと呼称する場合がある。
【００２０】
現実世界と仮想世界とをリアルタイムかつシームレスに融合させる技術として複合現実感、いわゆるＭＲ技術が知られている。頭部装着型画像表示装置（若しくは手持ち型画像表示装置）を利用したＭＲシステムは、頭部装着型画像表示装置（手持ち型画像表示装置）の撮像部によって取得した現実空間画像を画像処理装置に取り込み、画像処理装置内で生成したＣＧ画像と合成する。そして、表示部で合成画像の表示を行うことで、ユーザにＭＲ空間を提示する。尚、以下では、頭部装着型画像表示装置（Head Mounted Display）をHMD、手持ち型画像表示装置（Hand Held Display）をHHDと呼称する。
【００２１】
図１に示す如く、本実施形態に係るシステムは、ＨＭＤ１、コントローラ２、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）３、により構成されている。
【００２２】
頭部装着型表示装置としてのＨＭＤ１には、現実空間の動画像を撮像する為の撮像部（不図示）と、ＨＭＤ１を頭部に装着したユーザの眼前に画像を表示する為の表示部（不図示）と、自身の位置姿勢を計測する為の三次元位置姿勢センサと、が備わっている。撮像部が撮像した各フレームの画像（現実空間画像）は順次、後段のコントローラ２に送出する。表示部には、撮像部で撮像した現実空間の画像や、ＰＣ３が生成した仮想空間の画像や、ＰＣ３が撮像部から取得した現実空間の画像と、ＰＣ３が生成した仮想空間の画像とを、ＰＣ３によって合成した合成画像が表示されることになる。もちろん、係る表示部に表示するものにはこれ以外にも考え得る。三次元位置姿勢センサは、自身の位置姿勢を計測すると、その計測結果を後段のＰＣ３に送出する。なお、ＨＭＤ１は、コントローラ２からの電源供給を受けて駆動することも、バッテリーで駆動することも可能である。また、図１では、ＨＭＤ１とコントローラ２との間を有線接続しているが、無線接続としても良い。
【００２３】
コントローラ２は、ＨＭＤ１から受けた現実空間画像に対して、解像度変換、色空間変換、光学系の歪み補正等の画像処理を施す。そして、画像処理後の現実空間画像を、後段のＰＣ３に送出する。
【００２４】
ＰＣ３は、ＨＭＤ１から計測結果を受けると、ＨＭＤ１装着者の視線情報を算出し、これに基づいて仮想空間画像を生成する。尚、視線情報の算出には、撮像部が撮像した現実空間画像を用いてもよい。そして生成した仮想空間画像と、コントローラ２から送出された現実空間画像とを合成した合成画像を生成する。そして生成した合成画像をＨＭＤ１が有する表示部に送出する。
【００２５】
なお、図１では、コントローラ２とＰＣ３とを別個の装置として示しているが、コントローラ２の機能とＰＣ３の機能とを実装した専用の画像処理装置４を、ＰＣ３、コントローラ２の代わりに用いても良い。この場合、システムは、ＨＭＤ１と画像処理装置４とで構成されており、それぞれの間は有線若しくは無線でもってデータ通信が可能なように構成されている。同様に、コントローラ２の機能をＨＭＤ１に実装し、ＨＭＤ１とＰＣ３とが直接接続されるようにシステムを構成しても良い。また、ＨＭＤ１、コントローラ２、ＰＣ３の全ての機能をＨＭＤに実装することも可能である。
【００２６】
本実施形態では、コントローラ２の機能とＰＣ３の機能とを有する画像処理装置４と、ＨＭＤ１とでシステムを構成し、画像処理装置４とＨＭＤ１との間は有線、若しくは無線でもってデータ通信が可能に構成する。
【００２７】
図２は、本実施形態に係るシステムの機能構成例を示すブロック図である。
【００２８】
図２に示す如く、本実施形態に係るシステムは、画像処理装置４とＨＭＤ１とで構成されている。
【００２９】
ＨＭＤ１は、撮像部２０１、表示部２０２、三次元位置姿勢センサ２０３、ＨＭＤインターフェース２０４、により構成されている。また、画像処理装置４は、画像処理装置インターフェース２０５、位置姿勢情報生成部２０６、ＣＧ描画／合成部２０７、により構成されている。
【００３０】
先ず、ＨＭＤ１について説明する。
【００３１】
撮像部２０１は、ＨＭＤ１を頭部に装着するユーザの視線と略一致する撮像光軸を有しており、ユーザが観察している外界（現実空間）の動画像を撮像する。撮像部２０１は、ステレオ画像を生成するために、撮像素子、光学系、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のセットを、右目用、左目用のそれぞれについて有している。撮像部２０１が撮像した各フレームの画像（現実空間画像）は順次、ＨＭＤインターフェース２０４に送出される。
【００３２】
表示部２０２は、撮像部２０１で撮像された現実空間画像や、画像処理装置４側で生成された仮想空間画像（ＣＧ画像）や、現実空間画像に仮想空間画像を重畳した合成画像の表示を行う為の画像表示装置である。表示部２０２は、表示デバイスと光学系とのセットを、右目用、左目用に有している。表示デバイスには、ＭＥＭＳミラーを用いたスキャンタイプのデバイスを使用する。表示部２０２の詳細な構成については図３を用いて後述する。
【００３３】
三次元位置姿勢センサ２０３は、自身の位置姿勢を計測し、計測した結果をＨＭＤインターフェース２０４に送出する。自身の位置姿勢を計測するためのセンサについては周知であるので、これについての説明は省略する。
【００３４】
ＨＭＤインターフェース２０４は、撮像部２０１から受けた現実空間画像や、三次元位置姿勢センサ２０３から受けた計測結果を、画像処理装置４に送出する為のインターフェースである。更に、ＨＭＤインターフェース２０４は、画像処理装置４から送出された合成画像や仮想空間画像等の画像情報を受ける為のインターフェースでもある。ＨＭＤインターフェース２０４には、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４、ＧｉｇａｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等のメタル線や光ファイバ等を用いた有線系の伝送方式を適用しても良い。また、ＩＥＥＥ８０２．１１系のＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ等のＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に含まれる無線伝送方式を適用しても良い。
【００３５】
次に、画像処理装置４について説明する。画像処理装置４は、一般にはパーソナルコンピュータやワークステーション等の高性能な演算処理機能やグラフィック表示機能を有する装置である。
【００３６】
画像処理装置インターフェース２０５は、ＨＭＤインターフェース２０４と同様に、有線系の伝送方式のものであっても良いし、無線系の伝送方式のものであっても良い。画像処理装置インターフェース２０５は、ＨＭＤインターフェース２０４を介してＨＭＤ１から送信される現実空間画像や三次元位置姿勢センサ２０３による計測結果を受ける。また、画像処理装置インターフェース２０５は、ＣＧ描画／合成部２０７により生成された仮想空間画像や合成画像等の画像情報をＨＭＤ１に対して送信する。
【００３７】
このように、ＨＭＤ１と画像処理装置４とは、ＨＭＤインターフェース２０４、画像処理装置インターフェース２０５とを介してデータ通信を行う。もちろん、以上説明した情報以外のものを、ＨＭＤ１と画像処理装置４との間で送受信しても良い。
【００３８】
位置姿勢情報生成部２０６は、画像処理装置インターフェース２０５がＨＭＤ１から受信した現実空間画像、計測結果を用いて、ＨＭＤ１の視点の位置姿勢情報を生成する。係る視点の位置姿勢情報とは、ＨＭＤ１を装着しているユーザの左目の位置姿勢情報、右目の位置姿勢情報を含むものである。なお、計測結果と現実空間画像とを用いて、ユーザの右目、左目の位置姿勢情報を求めるための技術については周知であるため、これについての説明は省略する。
【００３９】
もちろん、視点の位置姿勢情報を生成するための技術についてはこれに限定するものではなく、他の技術を用いても良い。例えば、周囲に設置した客観視点カメラが撮像した画像を用いて、視点の位置姿勢情報を生成しても良い。また、上記の各手法を組み合わせて利用することにより、より精度の高い位置姿勢情報を生成することも可能である。
【００４０】
ＣＧ描画／合成部２０７は、位置姿勢情報生成部２０６が生成した位置姿勢情報を用いて、仮想空間画像を生成する。即ち、係る位置姿勢情報が示す位置姿勢を有する視点を仮想空間中に設け、係る視点から見える仮想空間の画像（仮想空間画像）を生成する。所定の位置姿勢を有する視点から見える仮想空間の画像を生成するための技術については周知であるため、これについての説明は省略する。そしてＣＧ描画／合成部２０７は、生成した仮想空間画像を、画像処理装置インターフェース２０５を介してＨＭＤ１から受信した現実空間画像上に合成することで、合成画像を生成する。そしてＣＧ描画／合成部２０７は、生成した合成画像を画像処理装置インターフェース２０５に対して送出する。なお、係る合成処理については必須なものではなく、ＣＧ描画／合成部２０７は生成した仮想空間画像を画像処理装置インターフェース２０５に送出するようにしても良い。もちろん、ＣＧ描画／合成部２０７が画像処理装置インターフェース２０５に対して送出する情報はこれ以外にも考えられ、合成画像、仮想空間画像に限定するものではない。
【００４１】
そして、画像処理装置インターフェース２０５は、ＣＧ描画／合成部２０７から受けた合成画像、若しくは仮想空間画像を、ＨＭＤ１に対して送信する。
【００４２】
なお、本システムにおいて、最終的にＨＭＤ１の表示部２０２に表示することのできる画像は、現実空間画像、仮想空間画像、合成画像であり、このうちのどの画像を表示するかはユーザが自由に選択することが可能である。ここで、現実空間画像を表示する場合には、ＨＭＤ１から画像処理装置４に現実空間画像を送信せずに、撮像部２０１で取得した画像をそのまま表示部２０２で表示することも可能である。
【００４３】
図３は、図２に示した表示部２０２の機能構成例を示すブロック図である。なお、図３（それ以外の図面も含む）において、参照番号にＲが付されているものは、右目用の構成用件であり、Ｌが付されているものは、左目用の構成用件である。
【００４４】
即ち図３において、画像処理部３０２Ｌ、変調部３０３Ｌ、駆動周波数制御部３０８Ｌ、光ビーム出射部３０４Ｌ、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、共振周波数検出部３０６Ｌは何れも、ＨＭＤ１を頭部に装着するユーザの左目に画像を提供するための構成用件である。同様に、画像処理部３０２Ｒ、変調部３０３Ｒ、駆動周波数制御部３０８Ｒ、光ビーム出射部３０４Ｒ、ＭＥＭＳミラー３０５Ｒ、共振周波数検出部３０６Ｒは何れも、ＨＭＤ１を頭部に装着するユーザの右目に画像を提供するための構成用件である。
【００４５】
また、参照番号からＲ、Ｌを取り除いた結果が同じ参照番号であれば、それぞれは同様の動作を行う構成用件である（例えば、画像処理部３０２Ｌと画像処理部３０２Ｒとは同様の動作を行う）。従って、以下では、画像入力部３０１、制御部３０７と、左目用の構成用件（画像処理部３０２Ｌ、変調部３０３Ｌ、駆動周波数制御部３０８Ｌ、光ビーム出射部３０４Ｌ、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、共振周波数検出部３０６Ｌ）の動作について説明する。即ち、右目用の構成用件の動作説明は、左目用の構成用件において対応する参照番号の構成用件についての説明に同じである（例えば画像処理部３０２Ｒの動作説明については画像処理部３０２Ｌの動作説明と同様である）。
【００４６】
画像入力部３０１は、撮像部２０１から取得した現実空間画像、若しくは画像処理装置インターフェース２０５を介して画像処理装置４から取得した仮想空間画像若しくは合成画像、を画像情報として受け、これを画像処理部３０２Ｌ、３０２Ｒに送出する。
【００４７】
画像処理部３０２Ｌは、画像入力部３０１から画像情報を受けると、係る画像情報に対し、制御部３０７からの制御命令に応じて解像度変換やライン間引き処理等の画像処理を施す。そして画像処理部３０２Ｌは、画像処理後の画像情報を後段の変調部３０３Ｌに送出する。
【００４８】
変調部３０３Ｌは、画像処理部３０２Ｌからの画像情報と、駆動周波数制御部３０８Ｌから制御される駆動周波数（動作周波数）と、に基づき、光ビーム出射部３０４Ｌが射出する光ビームの光量（ビーム光量）を制御するための変調信号を生成する。
【００４９】
光ビーム出射部３０４Ｌは、変調部３０３Ｌが生成した変調信号に基づいて光ビームを射出する。
【００５０】
ＭＥＭＳミラー３０５Ｌは、光ビーム出射部３０４Ｌから射出された光ビームを偏向することで、左目用の表示画像３０９Ｌを形成する。
【００５１】
図４は、光ビーム出射部３０４Ｌ（３０４Ｒ）から射出された光ビームをＭＥＭＳミラー３０５Ｌ（３０５Ｒ）で偏向してユーザの左目（右目）に表示画像３０９Ｌ（３０９Ｒ）として提供するための仕組みを説明する図である。
【００５２】
左目用の表示画像３０９Ｌは、光ビーム出射部３０４Ｌから射出された光ビームをＭＥＭＳミラー３０５Ｌによって二次元的に偏向し、偏向した光ビームを光学系４０２Ｌを介して、ユーザの左目４０１Ｌの網膜（不図示）に導くことで、形成することができる。
【００５３】
同様に右目用の表示画像３０９Ｒは、光ビーム出射部３０４Ｒから射出された光ビームをＭＥＭＳミラー３０５Ｒにて二次元的に偏向し、偏向した光ビームを光学系４０２Ｒを介してユーザの右目４０１Ｒの網膜（不図示）に導くことで、形成することができる。
【００５４】
ここで、光学系４０２Ｌ（４０２Ｒ）は、単一の光学素子とは限らず、複数の光学素子から構成することも可能である。また、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ（３０５Ｒ）によって偏向された光ビームを拡散板に投影することによって、表示画像を形成し、観察する構成とすることも可能である。光ビームの二次元偏向については、図４に示したように、１つのデバイスで水平方向、垂直方向の２軸を有し、それぞれの軸を中心として揺動可能なＭＥＭＳミラーを利用することで実現することができる。また、１軸のみの揺動が可能なデバイスを２つ組み合わせて、それぞれを水平方向偏向用のＭＥＭＳミラー、垂直方向偏向用のＭＥＭＳミラーとして利用することで実現することもできる。表示画像３０９Ｌ、３０９Ｒを、それぞれ視差を有する左目用画像、右目用画像とすることで、ＨＭＤ１を頭部に装着するユーザに対して、立体視可能なステレオ画像を提示することができる。
【００５５】
図３に戻って、次に、共振周波数検出部３０６Ｌは、駆動状態におけるＭＥＭＳミラー３０５Ｌの共振周波数を検出し、検出した結果を制御部３０７に送る。
【００５６】
従って、制御部３０７は、共振周波数検出部３０６Ｌ、３０６Ｒのそれぞれから、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌの共振周波数、ＭＥＭＳミラー３０５Ｒの共振周波数、を取得することができる。従って、制御部３０７は、それぞれの共振周波数の差（ずれ）を求め、求めたずれに応じて、画像処理部３０２Ｌ（３０２Ｒ）、変調部３０３Ｌ（３０３Ｒ）、駆動周波数制御部３０８Ｌ（３０８Ｒ）の制御を行う。係る制御の詳細については後述する。
【００５７】
なお、図３では、制御部３０７が１つのみであるとしているが、ユーザの左右の目それぞれについて設けても良い。そして、それぞれの制御部間で制御情報を共有することで同様の制御を可能とする構成としてもよい。
【００５８】
図５は、表示部２０２が行う処理のフローチャートである。
【００５９】
ステップＳ５０１では、共振周波数検出部３０６Ｌは、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌの水平方向の共振周波数を検出し、検出した共振周波数を示す情報を制御部３０７に送出する。また同ステップでは、共振周波数検出部３０６Ｒは、ＭＥＭＳミラー３０５Ｒの水平方向の共振周波数を検出し、検出した共振周波数を示す情報を制御部３０７に送出する。
【００６０】
次に、ステップＳ５０２では、制御部３０７は、共振周波数検出部３０６Ｌから得た情報が示す共振周波数と、共振周波数検出部３０６Ｒから得た情報が示す共振周波数と、を比較し、それぞれの差を求める。
【００６１】
次に、ステップＳ５０３では、制御部３０７は、ステップＳ５０２において求めた差が規定値以内であるか否かを判定する。ここで、共振周波数の差の規定値の決定方法については、水平方向に偏向駆動させるための周波数の制御処理（後述）に大きく関係するため、係る制御処理の説明と共に後述する。
【００６２】
ステップＳ５０３における判定の結果、差が規定値以内であると判定した場合には処理はステップＳ５０４に進む。
【００６３】
ステップＳ５０４では、制御部３０７は、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌを水平方向に偏向駆動させるための駆動周波数ｆを駆動周波数制御部３０８Ｌに設定する（第１の制御）。更に、制御部３０７は、ＭＥＭＳミラー３０５Ｒを水平方向に偏向駆動させるための駆動周波数ｆを駆動周波数制御部３０８Ｒに設定する。即ち、制御部３０７は、駆動周波数制御部３０８Ｌ、３０８Ｒのそれぞれに同じ駆動周波数（＝ｆ）を設定する。これにより、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒは共に、同じ駆動周波数で、水平方向の偏向動作を行うことになる。
【００６４】
駆動周波数ｆ（動作周波数ｆ）は、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒのそれぞれの水平方向の共振周波数からのずれが等しくなるように設定すると比較的処理は容易である。ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒの水平方向の共振周波数をそれぞれｆＬ、ｆＲとした場合、水平方向の駆動周波数ｆは、ｆ＝（ｆＬ＋ｆＲ）／２を満たすように設定する。即ち、駆動周波数ｆを、ｆＬとｆＲの平均値とすることで、上記条件が達成される。
【００６５】
しかし、駆動周波数ｆとして係る平均値を用いることに限定するものではなく、ｆＬとｆＲの間のｆＭのうち、予め把握しているＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒの温度特性を考慮した上で任意のｆＭを駆動周波数ｆとしても良い。そのような任意の駆動周波数ｆの一例としては、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒにおいて、任意の駆動周波数ｆで駆動させたときに揺動の振幅が小さくなる方のＭＥＭＳミラーの振幅がもっとも大きくなるように駆動周波数ｆを選択することが考えられる。駆動周波数ｆの選択については、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒの揺動の振幅が、それぞれの表示画像３０９Ｌ、３０９Ｒを形成するために必要な最低揺動振幅を達成できる値であればよく、上記の値に限るものではない。
【００６６】
従って、ステップＳ５０３で比較処理で用いた「共振周波数の差の規定値」は、次のようにして求めることができる。即ち、ステップＳ５０４における水平方向駆動周波数制御において、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒの両方が１画面の画像表示に必要な最低揺動振幅を達成可能なｆを決めることができるようにその値を決定するものとする。換言すれば、ｆＬとｆＲの間に、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒの両方が１画面の画像表示に必要な最低揺動振幅を達成可能なｆが少なくとも１つは含まれていれば、（ｆＬ−ｆＲ）、或いは（ｆＲ−ｆＬ）は、規定値として選択可能である。
【００６７】
次に、ステップＳ５０５では、ステップＳ５０４における駆動周波数ｆの設定後、制御部３０７は、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌを垂直方向に偏向駆動させるための駆動周波数ｇ（動作周波数ｇ）を駆動周波数制御部３０８Ｌに設定する。更に、制御部３０７は、ＭＥＭＳミラー３０５Ｒを垂直方向に偏向駆動させるための駆動周波数ｇを駆動周波数制御部３０８Ｒに設定する。即ち、制御部３０７は、駆動周波数制御部３０８Ｌ、３０８Ｒのそれぞれに同じ駆動周波数（＝ｇ）を設定する。一般に、ＭＥＭＳミラーを用いた画像表示においては、水平方向の駆動周波数に対し、垂直方向の駆動周波数は（１／垂直画素数）以下（ライン数の逆数）であればよい。そのため、水平方向の駆動周波数に合わせて垂直方向の駆動周波数を制御することは容易に実現可能である。
【００６８】
次に、ステップＳ５０６では、駆動周波数制御部３０８Ｌは、制御部３０７によって設定された駆動周波数ｆ、ｇに基づいて、変調部３０３Ｌの変調タイミングの制御を行う。これにより、変調部３０３Ｌは、制御部３０７によって設定された駆動周波数ｆ、ｇに合わせて、画像処理部３０２Ｌから送出された画像情報に応じた変調信号を生成する。光ビーム出射部３０４Ｌは、係る変調信号に基づいて光ビームを射出する。ＭＥＭＳミラー３０５Ｌは、制御部３０７によって駆動周波数制御部３０８Ｌに設定された駆動周波数ｆ、ｇに基づいて偏向動作を行うことで、光ビーム出射部３０４Ｌから射出された光ビームを偏向し、表示画像３０９Ｌをユーザの左目に対して提示する。また、ステップＳ５０６では、駆動周波数制御部３０８Ｒは、制御部３０７によって設定された駆動周波数ｆ、ｇに基づいて、変調部３０３Ｒの変調タイミングの制御を行う。これにより、変調部３０３Ｒは、制御部３０７によって設定された駆動周波数ｆ、ｇに合わせて、画像処理部３０２Ｒから送出された画像情報に応じた変調信号を生成する。光ビーム出射部３０４Ｒは、係る変調信号に基づいて光ビームを射出する。ＭＥＭＳミラー３０５Ｒは、制御部３０７によって駆動周波数制御部３０８Ｒに設定された駆動周波数ｆ、ｇに基づいて偏向動作を行うことで、光ビーム出射部３０４Ｒから射出された光ビームを偏向し、表示画像３０９Ｒをユーザの右目に対して提示する。
【００６９】
一方、上記ステップＳ５０３における判定の結果、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒの共振周波数の差が既定値外であると判定された場合、処理をステップＳ５０８に進める。
【００７０】
ここで、上述の通り、本実施形態では、画像入力部３０１に入力される画像情報は画像処理部３０２Ｌ、３０２Ｒに入力される。即ち、左目用、右目用の画像は同画素数の画像であるため、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒのそれぞれの共振周波数が規定値外であると、左右の目にそれぞれ導かれる画像のリフレッシュレートが変わってしまうという問題が発生する。
【００７１】
そこで、共振周波数が低い方のＭＥＭＳミラーが表示する画像の画像情報を処理する画像処理部では、入力した画像情報のライン数を削減したり、解像度を落とすなどの処理を行い、垂直方向の解像度（ライン数）を落とす処理を行う必要がある。
【００７２】
ステップＳ５０８では制御部３０７は、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌの共振周波数＜ＭＥＭＳミラー３０５Ｒの共振周波数の場合、画像処理部３０２Ｌに、画像入力部３０１から入力した画像情報に対するライン間引きや解像度変換等のライン数削減処理を行わせる。
【００７３】
ここで、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌの共振周波数をｆＬ、ＭＥＭＳミラー３０５Ｒの共振周波数をｆＲ、画像処理部３０２Ｌによるライン数削減処理後の画像情報のライン数をＬＬ、画像処理部３０２Ｒから出力される画像情報のライン数をＬＲとする。もちろん、ｆＬ＜ｆＲであり、画像処理部３０２Ｒではライン数削減処理は行っていない。この場合、画像処理部３０２Ｌは、ライン数削減後のライン数ＬＬを、以下の式を満たすように決める。
【００７４】
ＬＬ≦ｆＬ／ｆＲ×ＬＲ
なお、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌの共振周波数＞ＭＥＭＳミラー３０５Ｒの共振周波数である場合には、制御部３０７は、画像処理部３０２Ｒに、画像入力部３０１から入力した画像情報に対するライン間引きや解像度変換等のライン数削減処理を行わせる。
【００７５】
ここで、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌの共振周波数をｆＬ、ＭＥＭＳミラー３０５Ｒの共振周波数をｆＲ、画像処理部３０２Ｒによるライン数削減処理後の画像情報のライン数をＬＲ、画像処理部３０２Ｌから出力される画像情報のライン数をＬＬとする。もちろん、ｆＬ＞ｆＲであり、画像処理部３０２Ｌではライン数削減処理は行っていない。この場合、画像処理部３０２Ｒは、ライン数削減後のライン数ＬＲを、以下の式を満たすように決める。
【００７６】
ＬＲ≦ｆＲ／ｆＬ×ＬＬ
このようにして、ステップＳ５０８では、共振周波数が低い方のＭＥＭＳミラーが表示する画像の画像情報を処理する画像処理部に、入力した画像情報に対してライン数削減処理を行わせ、画像情報を更新させる。なお、ライン数削減処理を行わない画像処理部からは、係る画像処理部に入力された画像情報と同じライン数の画像情報が出力される。
【００７７】
なお、ステップＳ５０８では、制御部３０７は、ｆＲ：ｆＬ＝ＬＲ：ＬＬが満たされるように、画像処理部３０２Ｌ、３０２Ｒのそれぞれにライン数削減処理を行わせるようにしても良い。
【００７８】
このように画像処理を行うことで、１画面の表示に要する時間が左目用画像、右目用画像ともに等しくなるため、リフレッシュレートのずれを解消することができる。
【００７９】
次に、ステップＳ５０９では、制御部３０７は、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌの共振周波数若しくはそれに近い周波数を、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌを水平方向に偏向駆動させるための駆動周波数として駆動周波数制御部３０８Ｌに設定する。同様に、制御部３０７は、ＭＥＭＳミラー３０５Ｒの共振周波数若しくはそれに近い周波数を、ＭＥＭＳミラー３０５Ｒを水平方向に偏向駆動させるための駆動周波数として駆動周波数制御部３０８Ｒに設定する。
【００８０】
ここで、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒの水平方向の駆動周波数を合わせようとすると、それぞれの揺動の振幅が小さくなるため、１画面の画像表示に必要な表示領域を形成することができなくなる。この様な場合には、ステップＳ５０９のように、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒをそれぞれ個別の水平方向駆動周波数で駆動させる制御を行う。ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒを駆動するそれぞれの水平方向駆動周波数は、１画面の画像表示に必要な最低揺動振幅を達成できる値とする。一例としては、上述のように、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒの個々の水平方向の共振周波数に合わせて、それぞれの駆動周波数を決定する方法が挙げられる。
【００８１】
次に、ステップＳ５１０では、制御部３０７は、ＭＥＭＳミラー３０５Ｌを垂直方向に偏向駆動させるための駆動周波数を駆動周波数制御部３０８Ｌに設定する。更に、制御部３０７は、ＭＥＭＳミラー３０５Ｒを垂直方向に偏向駆動させるための駆動周波数を駆動周波数制御部３０８Ｒに設定する。垂直方向に偏向させるための駆動周波数の算出方法については上述の通りである。即ち、水平方向の駆動周波数に対し、垂直方向の駆動周波数は（１／垂直画素数）以下であればよいため、水平方向の駆動周波数に合わせて垂直方向の駆動周波数を制御することは容易に実現可能である。
【００８２】
以上の制御（第２の制御）により、左右の目に導かれる表示画像のリフレッシュレートを合わせることができる。
【００８３】
次に、ステップＳ５０６では、駆動周波数制御部３０８Ｌは、制御部３０７によって設定された駆動周波数に基づいて、変調部３０３Ｌの変調タイミングの制御を行う。これにより、変調部３０３Ｌは、制御部３０７によって設定された駆動周波数に合わせて、画像処理部３０２Ｌから送出された画像情報に応じた変調信号を生成する。光ビーム出射部３０４Ｌは、係る変調信号に基づいて光ビームを射出する。ＭＥＭＳミラー３０５Ｌは、制御部３０７によって駆動周波数制御部３０８Ｌに設定された駆動周波数に基づいて偏向動作を行うことで、光ビーム出射部３０４Ｌから射出された光ビームを偏向し、表示画像３０９Ｌをユーザの左目に対して提示する。また、ステップＳ５０６では、駆動周波数制御部３０８Ｒは、制御部３０７によって設定された駆動周波数に基づいて、変調部３０３Ｒの変調タイミングの制御を行う。これにより、変調部３０３Ｒは、制御部３０７によって設定された駆動周波数に合わせて、画像処理部３０２Ｒから送出された画像情報に応じた変調信号を生成する。光ビーム出射部３０４Ｒは、係る変調信号に基づいて光ビームを射出する。ＭＥＭＳミラー３０５Ｒは、制御部３０７によって駆動周波数制御部３０８Ｒに設定された駆動周波数に基づいて偏向動作を行うことで、光ビーム出射部３０４Ｒから射出された光ビームを偏向し、表示画像３０９Ｒをユーザの右目に対して提示する。
【００８４】
次に、ステップＳ５０７では、画像入力部３０１は一定時間以上、画像情報の受信がないと、その旨を制御部３０７に通知するので、制御部３０７は、画像情報の受信が停止しているか否かを判断する。係る判断の結果、画像情報の受信が停止している場合には、本処理を終了させる。一方、画像情報の受信が停止していない場合には、処理をステップＳ５０１に戻し、次のフレームの画像情報について、以降の処理を行う。
【００８５】
以上の処理により、駆動中のＭＥＭＳミラー３０５Ｌ、３０５Ｒの共振周波数変動に追従しながら、左右の目に導かれる表示画像のリフレッシュレートを合わせる制御が可能となる。
【００８６】
図１１Ａ〜１１Ｅは、変調部における変調タイミング制御について説明する図である。
【００８７】
図１１Ａは、図１１Ｂに示すように周波数ｆＨｉｇｈの回転角で駆動しているＭＥＭＳミラーに変調信号を与えたときの表示画像である。図１１Ｂにおいて、回転角が増加している区間では、図１１Ａの表示画像１１０１中に実線で表記された往路走査線１１０２上を走査しているものとする。また、回転角が減少している区間では、表示画像１１０１中に点線で示された復路走査線１１０３上を走査しているものとする。この時、周期Ｔ１の変調信号に基づいて光ビームを出射し、ＭＥＭＳミラーで偏向させると、図１１Ａの点１１０４で示した位置に光ビームが導かれる。したがって、表示画像１１０１中に光ビームの照射点が均等に配置されるため、歪みのない表示画像が形成される。
【００８８】
一方、駆動時の温度変化により共振周波数がずれた際に、ずれた共振周波数に追従して駆動周波数を変更させ、図１１Ｃに示すようにｆＬｏｗの回転角でＭＥＭＳミラーを駆動させると、回転角と変調信号の周期が合わなくなってしまう。すると、図１１Ｄに示したように、往路走査線１１０２の振幅と点１１０４（光ビーム照射点）の配置がずれるだけでなく、復路走査線１１０３上を走査中にも光ビームが照射されてしまうため、表示画像に歪みが生じることとなる。本実施形態では、変調部で図１１Ｅに示すように駆動周波数に合わせて変調のタイミングを制御し、変調信号を生成することにより、往路走査と光ビーム照射のタイミングを合わせることができる。これにより、図１１Ａに示したような歪みのない表示画像を形成することができる。
【００８９】
以上の説明により、本実施形態によれば、それぞれのＭＥＭＳミラーの共振周波数に応じて、複数のＭＥＭＳミラーの駆動周波数を合わせる、あるいは駆動周波数自体は異なっていてもリフレッシュレートを合わせることができる。これにより、それぞれのＭＥＭＳミラーによって左右の目に導かれる表示画像の違和感を低減させ、臨場感の高いステレオ画像を、ＨＭＤを頭部に装着するユーザに提示することができる。よって、ユーザは、違和感のない立体視を体験することが出来る。
【００９０】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、二次元偏向可能な複数のＭＥＭＳミラーを利用して、ステレオ表示を行う画像表示システムについて説明した。これに対し、本実施形態におけるシステムは、二次元偏向可能な複数のＭＥＭＳミラーによって導かれる個々の画像を組み合わせることで一画面を形成するタイリング表示を行う。
【００９１】
本実施形態に係るシステムの機能構成例については、第１の実施形態と同様に、図２に示した構成を用いるが、表示部２０２の構成のみが第１の実施形態とは異なる。
【００９２】
図６は、本実施形態に係る表示部２０２の機能構成例を示すブロック図である。
【００９３】
画像処理部３０２ａ、変調部３０３ａ、駆動周波数制御部３０８ａ、光ビーム出射部３０４ａ、ＭＥＭＳミラー３０５ａ、共振周波数検出部３０６ａのセットを「セットａ」と呼称する。
【００９４】
同様に、画像処理部３０２ｂ、変調部３０３ｂ、駆動周波数制御部３０８ｂ、光ビーム出射部３０４ｂ、ＭＥＭＳミラー３０５ｂ、共振周波数検出部３０６ｂのセットを「セットｂ」と呼称する。
【００９５】
同様に、画像処理部３０２ｃ、変調部３０３ｃ、駆動周波数制御部３０８ｃ、光ビーム出射部３０４ｃ、ＭＥＭＳミラー３０５ｃ、共振周波数検出部３０６ｃのセットを「セットｃ」と呼称する。
【００９６】
同様に、画像処理部３０２ｄ、変調部３０３ｄ、駆動周波数制御部３０８ｄ、光ビーム出射部３０４ｄ、ＭＥＭＳミラー３０５ｄ、共振周波数検出部３０６ｄのセットを「セットｄ」と呼称する。
【００９７】
このように、本実施形態に係る表示部２０２は、このようなセットを複数セット有している。なお、セットａ〜セットｄの何れも同様の動作を行うものであり、それそれが別個の画像を出力する。なお、それぞれのセットは何れも、第１の実施形態で説明した、ＨＭＤ１を頭部に装着するユーザの左目（右目）に画像を提供するための構成用件のセットと同じである。
【００９８】
制御部３０７については、第１の実施形態では２つの共振周波数に応じて駆動周波数制御部３０８Ｌ（３０８Ｒ）、変調部３０３Ｌ（３０３Ｒ）、画像処理部３０２Ｌ（３０２Ｒ）の制御を行っていた。本実施形態では、４つの共振周波数検出部３０６ａ〜３０６ｄの出力結果に応じて制御を行うため、特に駆動周波数制御に関して、第１の実施形態とは処理内容が異なる。本実施形態では、ＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄのそれぞれの水平方向の共振周波数のうち、最大の共振周波数と最小の共振周波数の間に含まれる範囲内で、それぞれのＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄの水平方向の駆動周波数ｆを決定する。水平方向の駆動周波数ｆの例としては、ＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄの水平方向の共振周波数をそれぞれｆａ、ｆｂ、ｆｃ、ｆｄとした場合、ｆ＝（ｆａ＋ｆｂ＋ｆｃ＋ｆｄ）／４とする。
【００９９】
即ち、ｆａ、ｆｂ、ｆｃ、ｆｄの平均値を、それぞれのＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄの水平方向の駆動周波数ｆとする。
【０１００】
また、第１の実施形態におけるシステムと同様、本実施形態におけるシステムの水平方向駆動周波数制御においても、平均の駆動周波数で駆動させるだけに限らない。即ち、予め把握しているＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄの温度特性を考慮した上で任意のｆで駆動させてもよい。そのような任意のｆの一例としては、ＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄにおいて、任意のｆで駆動させたときに揺動の振幅が小さくなる方のＭＥＭＳミラーの振幅がもっとも大きくなるように水平方向駆動周波数ｆを選択することが考えられる。駆動周波数ｆの選択については、ＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄのすべての揺動の振幅が、それぞれの表示画像３０９ａ〜３０９ｄを形成するために必要な最低揺動振幅を達成できる値であればよく、上記の値に限るものではない。
【０１０１】
図７は、４つの二次元偏向可能なＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄを利用した拡散板投影によるタイリング表示画像の形成について説明する図である。図８は、４つの二次元偏向可能なＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄを利用したタイリング表示の表示画像例を示す図である。
【０１０２】
表示画像３０９ａは、光ビーム出射部３０４ａから射出された光ビームをＭＥＭＳミラー３０５ａによって二次元的に偏向したものである。表示画像３０９ｂは、光ビーム出射部３０４ｂから射出された光ビームをＭＥＭＳミラー３０５ｂによって二次元的に偏向したものである。表示画像３０９ｃは、光ビーム出射部３０４ｃから射出された光ビームをＭＥＭＳミラー３０５ｃによって二次元的に偏向したものである。表示画像３０９ｄは、光ビーム出射部３０４ｄから射出された光ビームをＭＥＭＳミラー３０５ｄによって二次元的に偏向したものである。
【０１０３】
そして、それぞれの表示画像３０９ａ〜３０９ｄを、対応するＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄによって、図７に示すように二次元的に配列されるように拡散板７０１に投影することにより、図８に示すような一枚の画像を形成することが可能となる。この時、表示画像３０９ａ〜３０９ｄでお互いに隣接する境界領域に関してオーバーラップ部を持たせることで、表示画像同士の境界部に切れ目のない自然な表示画像を生成することも可能である。
【０１０４】
図９は、４つの二次元偏向可能なＭＥＭＳミラーを利用したタイリングステレオ表示について説明する図である。図１０は、４つの二次元偏向可能なＭＥＭＳミラーを利用したタイリングステレオ表示の表示画像例を示す図である。
【０１０５】
図１０（ａ）は、光ビーム出射部３０４ａ、３０４ｃから射出された光ビームをそれぞれＭＥＭＳミラー３０５ａ、３０５ｃで偏向してユーザの左目４０１Ｌに表示画像として提供するための仕組みを説明する図である。図１０（ｂ）は、光ビーム出射部３０４ｂ、３０４ｄから射出された光ビームをそれぞれＭＥＭＳミラー３０５ｂ、３０５ｄで偏向してユーザの右目４０１Ｒに表示画像として提供するための仕組みを説明する図である。
【０１０６】
光ビーム出射部３０４ａ、３０４ｃから射出された光ビームをそれぞれＭＥＭＳミラー３０５ａ、３０５ｃで二次元的に偏向し、光学系４０２Ｌを介してユーザの左目４０１Ｌの網膜（不図示）に表示画像として提供する。同様に、光ビーム出射部３０４ｂ、３０４ｄから射出された光ビームをそれぞれＭＥＭＳミラー３０５ｂ、３０５ｄで二次元的に偏向し、光学系４０２Ｒを介してユーザの右目４０１Ｒの網膜（不図示）に表示画像として提供する。
【０１０７】
これにより、図１０に示すような、タイリングで形成された視差画像によるステレオ表示が可能となる。この時、表示画像３０９ａと３０９ｃ、３０９ｂと３０９ｄのお互いに隣接する境界領域に関してオーバーラップ部を持たせることで、表示画像同士の境界部に切れ目のない自然な表示画像を生成することも可能である。
【０１０８】
光学系４０２Ｌ、４０２Ｒは、単一の光学素子とは限らず、複数の光学素子から構成することもできる。さらに、図９では、左目用の系、右目用の系に対応させて光学系４０２Ｌ、４０２Ｒを構成しているが、個々のＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄにそれぞれ対応するように光学系４０２ａ〜４０２ｄを構成してもよい。
【０１０９】
以上の説明により本実施形態によれば第１の実施形態と同様に、複数のＭＥＭＳミラーを利用して画像表示を行う場合に、製造時の共振特性のバラツキや駆動状態の違いによって発生するＭＥＭＳミラー間の共振周波数のずれによる問題を解消することができる。またこれにより、複数のＭＥＭＳミラーの駆動周波数を一致させて動作させることができ、リフレッシュレートのずれのない画像表示が可能となる。
【０１１０】
さらには、タイリングで形成された大画像表示や、タイリングで形成された視差画像によるステレオ表示を行い、ユーザに提示することもできる。本実施形態におけるシステムでは、利用するＭＥＭＳミラーの数が増えても、同様の制御方法が適用できるため、さらに多くのＭＥＭＳミラーによるタイリング表示、タイリングステレオ表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るシステムの外観例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るシステムの機能構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示した表示部２０２の機能構成例を示すブロック図である。
【図４】光ビーム出射部３０４Ｌ（３０４Ｒ）から射出された光ビームをＭＥＭＳミラー３０５Ｌ（３０５Ｒ）で偏向してユーザの左目（右目）に表示画像３０９Ｌ（３０９Ｒ）として提供するための仕組みを説明する図である。
【図５】表示部２０２が行う処理のフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る表示部２０２の機能構成例を示すブロック図である。
【図７】４つの二次元偏向可能なＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄを利用した拡散板投影によるタイリング表示画像の形成について説明する図である。
【図８】４つの二次元偏向可能なＭＥＭＳミラー３０５ａ〜３０５ｄを利用したタイリング表示の表示画像例を示す図である。
【図９】４つの二次元偏向可能なＭＥＭＳミラーを利用したタイリングステレオ表示について説明する図である。
【図１０】４つの二次元偏向可能なＭＥＭＳミラーを利用したタイリングステレオ表示の表示画像例を示す図である。
【図１１Ａ】変調部における変調タイミング制御について説明する図である。
【図１１Ｂ】変調部における変調タイミング制御について説明する図である。
【図１１Ｃ】変調部における変調タイミング制御について説明する図である。
【図１１Ｄ】変調部における変調タイミング制御について説明する図である。
【図１１Ｅ】変調部における変調タイミング制御について説明する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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